InSAR技術(shù)用于礦區(qū)大量級(jí)塌陷監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(InSAR，InterferometricSyntheticApertureRadar)是20世紀(jì)90年代末在SAR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)，它利用SAR的相位信息獲取高精度的地形信息以及形變信息。該技術(shù)以其全天時(shí)、全天候、自動(dòng)化程度高、時(shí)間跨度靈活等特點(diǎn)，在監(jiān)測(cè)地表微小形變方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是，采礦區(qū)域的地面沉降量級(jí)大、地表活動(dòng)頻繁、時(shí)間去相干等因素較嚴(yán)重，使得InSAR技術(shù)用于煤礦開(kāi)采塌陷

2、區(qū)域的形變監(jiān)測(cè)面臨巨大挑戰(zhàn)。本文針對(duì)InSAR技術(shù)用于礦區(qū)塌陷存在的特殊性和局限性在算法上進(jìn)行了研究和改進(jìn)，以期提高礦區(qū)塌陷監(jiān)測(cè)的精度，并通過(guò)反演來(lái)解釋塌陷的原因與規(guī)律。研究的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。
　　 首先，介紹了InSAR、差分InSAR以及小基線集技術(shù)的原理與處理流程。比較了L波段ALOS數(shù)據(jù)與C波段ENVISAT數(shù)據(jù)對(duì)礦區(qū)塌陷監(jiān)測(cè)能力，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比相同覆蓋范圍和相近時(shí)間跨度內(nèi)不同數(shù)據(jù)對(duì)礦區(qū)塌陷監(jiān)測(cè)的情況，分析兩種數(shù)據(jù)

3、對(duì)礦區(qū)沉陷監(jiān)測(cè)的適用性。
　　 其次，本文以神東煤田的上灣煤礦和補(bǔ)連塔煤礦區(qū)為例，利用小基線集方法獲取了ALOS數(shù)據(jù)自2006年12月到2009年8月期間的塌陷時(shí)間序列，為了對(duì)比分析，還獲取了ENVISAT數(shù)據(jù)自2007年6月到2010年9月的塌陷時(shí)間序列。通過(guò)計(jì)算累積塌陷面積和做剖線等手段，總結(jié)煤礦開(kāi)采塌陷的一些規(guī)律。
　　 第三，為了研究煤礦塌陷的機(jī)理，利用均勻彈性半空間的矩形位錯(cuò)模型結(jié)合礦區(qū)采掘工程圖反演了補(bǔ)連塔煤

4、礦的位錯(cuò)張量，并分析了采礦深度、采礦厚度以及位錯(cuò)張量之間的關(guān)系，從而認(rèn)識(shí)了礦區(qū)塌陷的變形規(guī)律，這將對(duì)災(zāi)害的防治預(yù)報(bào)以及煤礦的合理開(kāi)采均具有明顯的指導(dǎo)意義。
　　 最后，針對(duì)常規(guī)InSAR技術(shù)對(duì)大量級(jí)塌陷監(jiān)測(cè)的局限性提出了三種改進(jìn)方法：一是通過(guò)剔除配準(zhǔn)偏移量粗差來(lái)提高配準(zhǔn)精度，從而提高形變監(jiān)測(cè)的精度；二是利用全分辨率和距離向內(nèi)插干涉的方法增大InSAR的最大可探測(cè)形變量；三是結(jié)合矩形位錯(cuò)正演模型，利用“移去恢復(fù)法”對(duì)相位殘差進(jìn)行解